電源系統(tǒng)是電路設(shè)計(jì)中的能量源泉,好的電源系統(tǒng)是電路穩(wěn)定的基礎(chǔ)和保障。線性電源和開關(guān)電源是市面上常見的兩種電源,這兩者有什么區(qū)別呢?
線性電源和開關(guān)電源的區(qū)別
線性電源的調(diào)整管工作在放大狀態(tài),因而發(fā)熱量大,效率低(35%左右),需要加體積龐大的散熱片,而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器,當(dāng)要制作多組電壓輸出時(shí)變壓器會(huì)更龐大。
開關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和和截至狀態(tài),因而發(fā)熱量小,效率高(75%以上)而且省掉了大體積的變壓器。但開關(guān)電源輸出的直流上面會(huì)疊加較大的紋波(50mVat5Voutputtypical),在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善,另外由于開關(guān)管工作是會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾,也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對而言線性電源就沒有以上缺陷,它的紋波可以做的很小(5mV以下)。
對于電源效率和安裝體積有要求的地方用開關(guān)電源為佳,對于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方(例如電容漏電檢測)多選用線性電源。另外當(dāng)電路中需要作隔離的時(shí)候現(xiàn)在多數(shù)用DC-DC來做對隔離部分供電(DC-DC從其工作原理上來說就是開關(guān)電源)。還有,開關(guān)電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來比較麻煩。
開關(guān)電源和線性電源在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上是完全不一樣的,開關(guān)電源顧名思義有開關(guān)動(dòng)作,它利用變占空比或變頻的方法實(shí)現(xiàn)不同的電壓,實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜,最大的優(yōu)點(diǎn)是高效率,一般在90%以上,缺點(diǎn)是文波和開關(guān)噪聲較大,適用于對文波和噪聲要求不高的場合;而線性電源沒有開關(guān)動(dòng)作,屬于連續(xù)模擬控制,內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單,芯片面積也較小,成本較低,優(yōu)點(diǎn)是成本低,文波噪聲小,最大的缺點(diǎn)是效率低。它們各有缺點(diǎn)在應(yīng)用上互補(bǔ)共存!
線性電源優(yōu)點(diǎn)
1、線性的看著笨重,功率完全取決于變壓器和調(diào)整管,效率雖低但是不會(huì)引入額外的干擾,也就是說電磁干擾小,紋波系數(shù)很低,可忽略不計(jì)。對于監(jiān)控來說,沒有比這個(gè)優(yōu)點(diǎn)還要好的了,圖像質(zhì)量的好壞與電源的關(guān)系非常大。尤其對于小幅值的模擬信號(音頻源和視頻源等)對電源的要求非常高,所以一些發(fā)燒音響中的電源都采用變壓器而不用開關(guān)電源。
2、穩(wěn)壓率高、設(shè)計(jì)簡單,維修維護(hù)非常方便,出現(xiàn)故障,稍懂電子的技術(shù)人員就能維修,維修成本比開關(guān)電源少得多。
3、抗雷擊性能好。由于變壓器的結(jié)構(gòu)是兩個(gè)線圈和鐵芯,加在線圈兩端的電壓不能突變,故對瞬間的高壓有很強(qiáng)的抑制性。所以在一次雷擊事故中,變壓器的電源存活了下來,而開關(guān)電源無一例外的燒毀了。
線性電源和開關(guān)電源區(qū)別_線性電源和開關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn)
線性電源缺點(diǎn)
1、效率低。由于變壓器是一個(gè)“電——磁——電”的轉(zhuǎn)換過程,避免不了存在鐵損和銅損,效率低。
2、輸入范圍窄。一般只有200V—240V之間吧,小于這個(gè)范圍,輸出電壓不夠,大于這個(gè)范圍,變壓器可能就會(huì)燒毀。這個(gè)電壓范圍絕大多數(shù)的場合是夠用的,不必去過多的考慮。再者變壓器體積較開關(guān)電源大,笨重。
開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)
1、效率較高,體積小。由于開關(guān)電源的電壓控制是利用功率半導(dǎo)體器件的飽和區(qū)通過調(diào)整他的開通時(shí)間或頻率達(dá)到的,所以就不存在鐵損和銅損,元器件的損耗可以忽略不計(jì),比較變壓器而言效率較高;由于它只有元器件和電路板,因而體積就會(huì)很小,重量也較輕。
2、電壓輸入范圍寬。一般可達(dá)到160V-270之間。
線性電源和開關(guān)電源區(qū)別_線性電源和開關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn)
開關(guān)電源的缺點(diǎn)
1、開關(guān)電源看著小巧,功率和磁心變壓器以及控制方式有關(guān),電磁干擾大,紋波系數(shù)大。尤其有音頻、視頻的范疇內(nèi),對電磁干擾非常敏感,在音頻表現(xiàn)為音色不純厚,可能會(huì)有絲絲聲;在視頻表現(xiàn)為,圖像可能會(huì)有細(xì)小的紋波,不細(xì)膩。
2、設(shè)計(jì)復(fù)雜,維護(hù)維修不方便。往往越是復(fù)雜的設(shè)備出現(xiàn)的問題的可能性就越大,而且開關(guān)電源一旦出現(xiàn)問題,一般非專業(yè)人士是維修不了的,找別人維修,費(fèi)用又太高,還不如廢棄掉。
3、體積小是開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn),但設(shè)計(jì)不好就成為它的缺點(diǎn)了。為了追求更小,一大把元器件擠在一個(gè)小殼子里,散熱不好,我們以前用的當(dāng)中也出現(xiàn)過外殼變形的現(xiàn)象。